JP2007517261A - 照明ディスプレイ用のコントラストおよび輝度が向上したアパーチャ - Google Patents
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Abstract
本発明は、望ましくない光ビームの一部が画像ビームと重なる投影システムの場合に特に有用である。そのような重なりは、画像コントラストを低下させる。本発明に基づき、望ましくないビームの範囲を制限するためにアパーチャ(122)が用いられ、積分器(112)が画像表示装置(106)を照らす光ビームの形状を変化させる。積分器(112)は、アパーチャ(122)によって透過される照明ビームのそのような領域に光を集光させるように、照明ビームを変化させる。投影システムにおいてアパーチャおよび積分器が共に用いられると、画像輝度および画像コントラストはいずれも増大する。
Description
本発明は、光学ディスプレイに関し、さらに詳細には光学ディスプレイを照らすために用いられる光学システムに関する。
画像をスクリーンに投影するための投影システムは、イメージャの効率的な照明を提供するために、複数の異なる構成要素を用いる。投影システムは通常、照明光を生成するためにランプを用い、複数の光学素子がランプと画像表示装置との間に置かれ、光を画像表示装置に伝送する。画像表示装置は、光のビームに画像を載せる。異なる機構を通じて、たとえば写真スライドのように吸収によって、液晶ディスプレイ(LCD)のように偏光によって、または個別に対処可能で傾斜可能なミラーのマイクロメカニカルアレイのように光を逸らせることによって、この機能を達成してもよい。
投影システムにおいて重要な特性としては、画像の輝度およびコントラストが挙げられる。1つの特性が改善されるが、別の特性が犠牲になる場合がよくある。したがって、画像輝度における悪影響を緩和すると同時に、コントラストを増大させることができること、コントラストにおける悪影響を緩和すると同時に、画像輝度を増大させることができることが重要である。
本発明は、望ましくない光ビームの一部が画像ビームと重なる投影システムの場合に特に有用である。そのような重なりは、画像コントラストを低下させる。本発明に基づき、望ましくないビームの範囲を制限するためにアパーチャが用いられ、積分器が画像表示装置を照らす光ビームの形状を変化させる。積分器は、アパーチャによって透過される照明ビームのそのような領域に光を集光させるように、照明ビームを変化させる。投影システムにおいてアパーチャおよび積分器が共に用いられると、画像輝度および画像コントラストはいずれも増大する。
本発明の一実施形態は、円形入力光ビームによって照らされる場合には非円形出力光ビームを生成することができる積分器と、非円形出力光ビームの経路に配置される画像表示ユニットと、を有する画像表示システムに関連する。非円形のアパーチャが、積分器と画像表示ユニットとの間の非円形出力光ビームの経路に配置される。
本発明の別の実施形態は、伝搬方向に垂直な楕円断面を有する照明光のビームを生成することができる光源を有する光学システムに関する。画像表示ユニットは、照明光のビームによって照らされる。非円形のアパーチャが楕円断面を有する照明光のビームの経路に配置され、非円形のアパーチャは、光源と画像表示ユニットとの間に配置される。
本発明の上記の概要は、本発明のそれぞれの示された実施形態またはすべての実装例を説明することを目的としていない。以下の図面および詳細な説明は、これらの実施形態をさらに詳細に具体化している。
本発明は、添付図面と共に、本発明の種々の実施形態に関する以下の詳細な説明を考慮すれば、さらに完全に理解され、認識されると考えられる。
本発明は種々の修正および代替の態様に適用可能であるが、その仕様が図に一例として示され、詳細に説明される。しかし、記載された特定の実施形態に本発明を限定するわけではないことを理解すべきである。逆に言えば、添付の各請求項によって定義されるように、本発明の精神および範囲に包含されるすべての修正物、代替物および変形物を網羅するものとする。
本発明は、画像投影システムに適用可能であり、画像を光のビームに載せるための傾斜可能なミラーのアレイを用いる画像投影システムに特に適用可能である。
照明光または投影光が絞られる場合には、さまざまなタイプの画像投影システムによって生成される画像のコントラストを向上させることができる。場合によっては、画像コントラストを最もよく向上させるために、絞られる瞳は円形または対称である必要はない。この一例は、傾斜可能なマイクロミラーのアレイを用いる画像表示装置である。したがって、光は、角度分離を用いて、変調された照明経路および投影経路である。そのような装置は、たとえばテキサス州プラノ(Plano、TX)のテキサス・インスツルメント(Texas Instruments)から製品面DLP(登録商標)(ディジタルライトプロセッサ)およびDMD(登録商標)(変形可能なミラー装置)で市販されている。
傾斜可能なミラーアレイを用いる画像表示装置に特に有用である投影システム100の実施形態が、図1に概略的に示されている。光源102は、画像表示装置106を照らすための光104を生成する。光源102は、アーク灯108および反射体110を備えてもよく、反射体110はアーク灯108からの光を集光し、画像表示装置106の光路に沿って集光された光を向ける。
積分器112は、画像表示装置106で照明光104の強度分布をより均一にするために用いられる。積分器112は、トンネル積分器であってもよい。光104は、入射端114でトンネル積分器112に入射し、出力端116から出射する。光は、発せられる照明光118が名目上出力端116で均一となるように、トンネル積分器112の反射壁から複数回反射することによって均質化される。積分器112は、たとえば、 中空の反射トンネルから形成されてもよく、前面反射体がトンネル壁を画定する。出力光118は、トンネル内部の前面反射体からの複数回の反射によって均質化される。別の手法において、トンネル積分器112は、中実の透明本体、たとえばガラス本体から形成されてもよく、出力光118が透明本体の壁からの内部全反射によって均質化される。中実の本体はまた、その壁に反射性コーティングを設けて、光の反射が内部全反射のみに依存しないようにしてもよい。積分器112は、その中を通過する光ビームの形状を変化させることができる。たとえば、光源102からの入力光ビーム104の形状が円形である場合には、均質化された光ビーム118は円形ではない。均質化された光ビーム118は、たとえば、楕円形であってもよい。トンネル積分器における非円形の均質化されたビームの生成については、図3を参照して以下にさらに詳細に説明する。
光学中継光学素子120は、均質化された出力光118を画像表示装置106に中継するために用いられる。光学中継光学素子120は、画像表示装置106の画像面に積分器112の出力端116の画像を中継するように通常配置される。したがって、積分器112は、出力アパーチャを有してもよく、そのアスペクト比は画像表示装置106のアスペクト比に適合する。アパーチャ122は、積分器112と画像表示装置106との間に配置されてよい。
カラーセレクタ124は、ランプ108と画像表示装置106との間のいくつかの点に位置決めされてもよい。示された実施形態において、カラーセレクタ124は、積分器112の入力端114付近に配置される。カラーセレクタ124は、一度に一つのみの色帯の光を透過し、制御ユニット136の制御下で画像表示装置106は選択された色帯に対応する画像を同時に載せる。その短時間後、次の色帯がカラーセレクタ124によって選択され、画像表示装置は該当する次の色帯に対応する画像を同時に載せる。この過程が、すべての色帯に関して繰り返され、各連続画像フレームに関して繰り返される。どの時点において1色のみが投影される場合であっても、目視者の目は結果として生じる画像を統合し、多色画像を見る。カラーセレクタ124は、所望の色帯を選択するための任意の適切な装置であってもよい。たとえば、カラーセレクタ124は、カラーホイール、異なる色帯の光を透過することができるようにするために異なる位置まで回転するカラーフィルタであってもよい。他のタイプのカラーセレクタもまた、用いてもよい。
示された実施形態において、画像表示装置106は、傾斜ミラーアレイである。均質化された照明光118は、たとえば米国特許第5,552,922号明細書(参照によって本願明細書に援用される)に記載したような内部全反射(TIR)プリズム126を介して、画像表示装置106に向けられてもよい。画像表示装置106のミラーは、2つの傾斜状態、すなわちオン状態およびオフ状態を有する。オン状態にあるミラーによって反射された光128は、TIRプリズム126および補償プリズム130によって投影レンズシステム132に向けられる。オフ状態にあるミラーによって反射された光134は投影レンズシステム132を外れる方向にプリズム126および130によって向けられることから、棄却されるオフ光134は投影されない。制御ユニット136は、画像表示装置106に接続され、ミラーアレイにおけるミラーの配向を制御し、ひいては画像光128に載せる画像を制御する。制御ユニット136はまた、画像の異なる部分の輝度を制御するために、オン状態で多少時間を費やして、個別のミラーを制御してもよい。
ここで、傾斜ミラーアレイについて、図2Aおよび図2Bを参照してさらに詳細に説明する。図2Aは、反射ミラー202のアレイを有する傾斜ミラーアレイ200の実施形態の図を示す。各ミラー202は、ミラー202の2つの対角線の隅に位置している蝶番204を中心にして枢動可能であるように取り付けられる。動作において、オン電圧がミラー202に印加されると、ミラー202は図2Bの位置202aとして示されるオン位置まで回転する。ミラー202がオン位置にあるとき、光源217からの光218はミラー202によってオン光228として投影レンズシステム232に向けられる。オフ電圧がミラー202に印加されると、ミラー202は位置202bとして示されるオフ位置まで回転する。ミラー202がオフ位置にあるとき、棄却光234は投影レンズシステム232のアパーチャに入射しないように向けられる。棄却光234は迷光による問題を低減するように光トラップ236に入射してもよい。
ミラー202に印加される電圧がない場合には、ミラー202は図2Bの位置202cとして示される平面位置に移動してもよい。そのような場合には、ミラー202に入射する任意の光は、オン光228とオフ光234との間の方向に非調光238として向けられる。
あるタイプの傾斜ミラーアレイ200において、平面位置202cのいずれかの側までミラー202を12°回転することができる。ここで採用された決まりは、照明光218が−24°の方向においてミラー202に入射することと、オン光228が非調光平面位置202cに垂直な0°の方向に向けられることと、非調光238が+24°に向けられ、オフ光234が+48°に向けられることである。さらに一般には、ミラー202を角度θ傾斜することができる場合には、照明光218は角度−2θでミラー202に入射し、オン光228が0°の方向に伝搬し、非調光が+2θの方向に伝搬しオフ光234が+4θの方向に伝搬する。
照明光によって照らされるとき、傾斜されるミラーアレイ200は一般に、ミラー202の配向に関係なく、非調光方向に一部の光を反射する。光が非傾斜面、たとえば、ミラー202が取り付けられる基板およびミラー202を包囲するフレームなどから光が反射されるため、この非調光が生じる。
光ビームの形状を変化させることができる積分器300の一例が、図3に概略的に示されている。積分器300は、トンネル積分器であり、軸302の上に配置される。積分器300の2つの側面304aおよび304bは、軸302に対して角度αに設定されることから、軸302に平行ではない。他の側面306aおよび306bは、軸302に平行である。したがって、入射アパーチャ308はxおよびyの寸法を有し、出射アパーチャ312はxおよびy’の寸法を有する。尚、y’>yである。システムのエテンデュが保存されるため、大きな出力のアパーチャは出力ビームにおける発散を低減する結果となる。したがって、入力ビーム310が円形の角度分散を有するとき、出力ビーム314は1次元に圧縮される角度分散を有する。示された実施例において、出力ビーム314は楕円形の角度分散を有し、楕円ビームとして出力アパーチャ312から伝搬する。先細りのトンネル積分器は、本願明細書に参照によって援用される米国特許第5,625,738号明細書にさらに詳細に記載される。
入力ビームの形状を変化させるために、他のタイプの積分器を用いてもよいことは十分に認識されよう。たとえば、積分器は、正方形または矩形ではない断面形状を有するトンネル積分器であってもよい。トンネル積分器は、たとえば、円形入力端を有し、楕円形出力端を有するように1次元において先細りになった本体を有してもよい。
積分器からの楕円形出力ビームは、ここで図4A、図4Bおよび図5A〜図5Dを参照して記載するように、輝度およびコントラストを上昇させるためのコントラスト上昇瞳と共に用いてもよい。投影システムの異なる瞳およびアパーチャと形状変更用積分器の相互作用は相当複雑であるため、以下の詳細は本発明の投影システムをステップごとに説明する。
等価な投影システム400の図が、図4Aに概略的に示されている。等価な投影システム400は、システムの瞳およびアパーチャと共に積分器を用いることについて記載するために用いられるさまざまな素子を保持するが、明確にするために、この説明にとって不要な素子を省略する。
光源402によって生成される光404は、積分器408を介して画像表示装置406へ伝搬する。光404は、軸410に平行な方向において画像表示装置406に入射する。光は、3方向のうちの1方向に画像表示装置406から反射される。オンミラー状態に対応する画像光412は、軸410に対して平行に最も近い位置にある。オフミラー状態に対応する棄却光414は、軸410に対して平行から最も遠い位置にある。非調光416は、画像光412と棄却光414との間にある。アパーチャ418は、投影レンズシステムの瞳を表す。説明のこの段階では、トンネル積分器408は照明光ビーム404の形状を変化させないと仮定される。
破線によって表される軸410に垂直な平面、たとえば平面419におけるさまざまな光ビームの相対的な位置決めが、図5Aに概略的に示される。図は、照明光ビーム404、画像光ビーム412、棄却光ビーム414および非調光ビーム416を示す。画像光ビーム412は、投影レンズ瞳418の中心に配置され、投影レンズ瞳418を満たす。
傾斜ミラーアレイに関する1つの問題点は、非調光416は反射されるだけでなく、ミラーアレイの規則的なパターンのために拡散もする。したがって、非調光ビーム416は、斜線領域として概略的に示される回折光420の領域によって包囲される。回折光420の領域の実際の形状は、複数の要因に左右され、示されているように正確である必要はない。回折光420は、画像光ビーム412の一部および棄却光ビーム414の一部と重なる。回折光が画像光ビーム412と重なる範囲は、画像表示装置406におけるミラーのサイズおよび間隔をはじめとする複数の要因に左右される。より高い解像度の画像には、より小さなミラーが必要であり、このことは回折角度の増大につながる。したがって、画像表示装置の解像度が増大するにつれて、回折光420は画像ビーム412にさらに入り込む。重なっている回折光420は、画像が暗くなる光を取り入れることができることから、画像のコントラストを低下させ、したがって、画像の暗い状態は望ましい状態より高い光強度を有する場合がある。
回折光420が画像光と重なる範囲を狭める1つの方法は、画像表示装置406およびレンズ瞳418を同一位置に保持すると同時に、画像表示装置406における照明光ビーム404の入射角度を変化させることである。回転された光源402aおよび積分器408aが、図4Bに破線で示されている。入射光ビーム404aが軸410に対して−β回転される場合には、結果として生じる画像光ビーム412a、棄却光ビーム414aおよび非調光ビーム416aはすべて+β回転される。回転された光ビーム404a、412a、414aおよび416aが、破線を用いて図4Bに示されている。この回転の結果、画像光ビーム412a、棄却光ビーム414aおよび非調光ビーム416aはすべて、図5Bに示されるように、レンズ瞳418に対して移動する。さらに、回折光420aは、レンズ瞳の中心から離れるように移動されることから、回折光420aがレンズ瞳418と重なる範囲は、図5Aの状況に対して狭められる。画像光ビーム412aの移動により、図5Aに示される状況に比べて、画像における輝度のある程度の損失を生じるが、傾斜可能なミラーが角度±12°傾斜可能である場合には、約2°〜3°の範囲にあるβの回転により、輝度はわずかな減少で済み、画像コントラストは著しく増大する結果となる。βの許容可能な値は、特定の用途に左右される可能性がある。βのより高い値は、輝度の低下をもたらす。
照明ビーム404aに非円形の照明アパーチャ422を持ち込むことによって、コントラストのさらなる向上を達成してもよい。アパーチャ422は、傾斜ミラーが取り付けられるトーションヒンジに平行な長寸およびトーションヒンジに垂直な短寸を有する。そのようなアパーチャは、米国特許第5、442,414号明細書および「DLP(商標)投影システム光学素子コントラスト上昇技術(DLPTM Projector System Optics Contrast−Enhancement Techniques)」適用報告(2001年6月、テキサス・インスツルメント(Texas Instruments)公開)にさらに記載され、いずれの参考文献も参照によって本願明細書に援用される。照明アパーチャ422は、投影レンズ瞳418と重なる回折光420aの当該部分に寄与する照明ビーム404aの少なくとも一部を遮断するために用いられる。また、画像ビーム412aが投影レンズ瞳418からずれるため、画像ビーム412aの一部は瞳418に入射しない。したがって、瞳418に入射しない画像ビーム412aの一部に寄与する照明ビーム404aの当該部分もまた、アパーチャ422によって遮断されることができる。
図5Cは、アパーチャ422が投影システム400内部で異なるビームの断面形状にどのように影響するかを示す。図5Cは、アパーチャ418が「猫目」形状を有し、長寸が軸424に対して平行であると仮定する。しかし、他の形状のアパーチャ418もまた、用いてもよいことは十分に認識されよう。ビーム404bは、猫目アパーチャ418を通過した後の照明光の形状および位置を示す。ビーム412b、414bおよび416bは、アパーチャ422の使用から生じ、アパーチャードビームと呼ばれる。アパーチャ422によって遮断される光ビーム404a、412a、414aおよび416aの一部426が、図に記されている。アパーチャード画像ビーム412bは、照明ビーム404bと同一の形状を有し、示された実施形態において、アパーチャード画像ビーム412bの一方のエッジが投影レンズの瞳418に適合する。また、アパーチャードの棄却ビーム414bおよびアパーチャード非調光ビーム416bは、アパーチャード照明ビーム404bと同一の形状を有する。アパーチャード非調光ビーム416bから生じるアパーチャード回折光420bは、非アパーチャード回折光420aより小さい瞳418に延在し、瞳から共に遮断されてもよい。瞳418に入射する回折光の量が少ないため、画像のコントラストがさらに増大される。
積分器を用いて、より多くの光で画像表示装置を照らすように、照明ビームの形状を変化させてもよい。そのような積分器については、図3を参照して上述した。積分器408aがたとえば先細りのトンネル積分器である場合には、照明ビームの形状は楕円であるように改変されてもよい。結果として生じる照明ビーム404cが、図5Dに示されている。アパーチャ422によって遮断される楕円ビーム404cの当該部分428には、ラベルがつけられる。楕円形ビーム404cは、表示される画像のエッジに平行な長軸430を有すると同時に、アパーチャ418の軸424が画像表示装置406の傾斜可能なマイクロミラーの蝶番に平行に向けられる。したがって、楕円形ビーム404cの長軸430は、アパーチャ418の軸424に平行ではない。
アパーチャード楕円形照明ビーム404cは、先細りの積分器408aによって設定されるその形状を画像表示装置406のアスペクト比に略適合させる。ビーム404cが楕円形であるとき、より多くの光がアパーチャ422を通過するため、先細りの積分器408aの使用は、投影される画像をより明るくする結果となる。
画像表示装置406の画像生成領域406aの投影が、図5Dおよび図5Eに示される角度空間における形状に重ねられる。画像生成領域406aは、画像表示装置406の領域が傾斜可能なミラーによって覆われる当該領域である。画像生成領域406aは、図5Dおよび図5Eに破線で示される。明確にするために、画像生成領域406aの投影は、図5A〜図5Cから省略される。
積分器408aから出力される光の発散は少なくとも1次元において狭められ、先細りのトンネル積分器に関連する光損失は先細りでないトンネル積分きの光損失と略同一であると仮定すると、照明ビーム404cの強度は照明ビーム404bの強度より高い。したがって、より多くの照明光が画像表示装置406の画像生成領域406aに位置するアパーチャ422を通過するため、結果として生じる画像はより明るい。したがって、光ビームの形状を変化させる先細りのトンネル積分器などの積分器の使用により、より明るい画像を生成することができる。先細りのトンネル積分器が先細りでないトンネル積分器より多い光損失をもたらす場合であっても、増大した損失が先細りの積分器の使用から生じる増大した強度以下である限り、先細りのトンネル積分器を用いることに依然として利点があると考えられることは十分に認識されよう。
画像表示装置406がワイドスクリーンテレビ画像を投影するために用いられている場合には、画像生成領域406aのアスペクト比は、たとえば16:9であってもよい。ビーム412、412a、412b、412c、414、414a、414b、414c、416、416a、416bおよび416cは、画像表示装置406自体から任意の開口の影響を生じることなく示されることを十分に認識されよう。
ビーム412c、414cおよび416cは、アパーチャ422および先細りのトンネル積分器408aの使用から生じ、アパーチャード楕円形ビームと呼ばれる。アパーチャード楕円形ビーム412cは、アパーチャード楕円形照明ビーム404cと同一の形状を有する。また、アパーチャード楕円形の棄却ビーム414cおよびアパーチャード楕円形の非調光ビーム416cは、アパーチャード楕円形照明ビーム404cと同一の形状を有する。パーチャ型楕円形の非調光416cから生じるアパーチャード回折光420cは、瞳418まで延在しない。瞳418に入射する回折光の量が低減されるため、画像のコントラストがさらに増大される。したがって、非円形のアパーチャ422および先細りのトンネル積分器408aの組み合わせは、輝度の増大およびコントラストの増大の両方を結果として生じる。
先細りのトンネル積分器および猫目アパーチャを用いることの有効性を、数値モデルを用いて検証した。モデルでは、先細りのトンネル積分器への入力は、4.5mm×4.5mmであると仮定され、その出力は4.5mm×8mmであり、16:9のアスペクト比に対応する。先細りのトンネル積分器の側面は、図3に示される実施形態のように平坦であると仮定された。エテンデュがトンネル積分器を通過するときに保持されるため、出力アパーチャが1次元においてより大きいという事実は、その寸法の光の発散を低減する結果となる。したがって、出力光は、長軸長さに対する短軸長さの比が出力アパーチャの幅および高さの比に等しい楕円形に押し込められる。したがって、楕円形ビームの長軸に対する短軸の比は、4.8/8=0.5625である。
円形ビーム404aの相対面積を1と見なすと、楕円形ビーム404cは0.5625の相対面積を有する。猫目を通過した後の円形ビームの面積は0.788であり、猫目アパーチャを通過した後の楕円形ビームの面積は0.5262である。したがって、楕円形ビームの93.5%(=0.5262/0.5625)が猫目を通過するのに対し、円形ビームの78.8%のみが猫目を通過する。したがって、画像表示装置を照らす効率は、楕円形ビームが用いられる場合より著しく高い。したがって、先細りのトンネル積分器の使用は、照明ビームを傾斜することから生じる輝度の損失を少なくとも部分的に補償する。
上述した投影システムに比べて、投影システムの複数の変型を用いて、請求項の範囲内に依然として収まるようにしてもよい。たとえば、非円形のアパーチャは猫目アパーチャである必要はなく、画像光ビームを重ねる回折光の量を低減するのに依然として効果的であると同時に、他の形状に形成されてもよい。さらに、積分器は楕円形ビームを生成する必要はなく、光ビームの他の非円形の形状を生成してもよい。
さらに、傾斜可能なミラーアレイは画像表示装置によって形成される画像に対する対角線に設定されるトーションヒンジを有する必要はなく、蝶番は画像の側面の一方に平行であってもよい。そのような場合には、非円形のアパーチャの長寸は蝶番に平行に設定されてもよく、その結果、楕円形ビームの長軸が非円形のアパーチャの長寸に平行であってもよい。そのような状況が、図5Eに概略的に示され、図5Eは非円形のアパーチャ422の長寸424に平行な長軸430を有する非円形のビーム404dを示す。示された実施形態において、積分器408aからのビーム404dは、アパーチャ422をわずかに満たしすぎることから、ビーム404dの一部428がアパーチャ422によって遮断される。画像ビーム412dは、アパーチャ422の投影サイズである。画像生成領域406aビーム404dの長軸430に平行であるエッジを有し、その結果、画像表示装置406は図5Cに示される状況より効率的に照らされる。また、回折光420dは、非調光ビーム416dを備えるように提供され、棄却光ビーム414dが存在する。
上記で提供された説明は非円形のアパーチャに入射する非円形の照明ビームを生成するための先細りのトンネル積分器の使用について記載しているが、本発明はそれに限定されるわけではない。搬方向に垂直な非円形の断面を有する光ビームを生成することができる光源はまた、たとえば、屈折光学素子、拡散光学素子、または他の反射光学素子、たとえば湾曲した反射光学素子を用いて、光の非円形のビームを生成するための他の手法を用いてもよい。
本発明は、上述の特定の実施例に限定されるものと考えるべきではなく、添付請求項に完全に記載されているように、本発明のすべての態様を網羅するものと理解すべきである。本発明が適用可能と思われる種々の修正、等価な工程のほか、さまざまな構造は、本願明細書を検討すれば、本発明が関係する当業者には容易に明白となるであろう。請求項は、そのような修正および装置を網羅することを目的としている。
Claims (26)
- 円形入力光ビームによって照らされるとき、非円形出力光ビームを生成することができる積分器と、
前記非円形出力光ビームの経路に配置される画像表示ユニットと、
前記積分器と前記画像表示ユニットとの間で前記非円形出力光ビームの前記経路に配置される非円形のアパーチャと、
を備えることを特徴とする画像表示システム。 - 前記円形入力光ビームを生成するための光源をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記積分器は、先細りのトンネル積分器であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットに入射する光を選別するために配置されるカラーフィルタユニットをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットによって生成される画像光ビームを投影するために投影レンズユニットをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットは、傾斜可能なミラーのアレイを備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットによって生成される画像光ビームを投影するために投影レンズユニットをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットと前記投影レンズユニットとの間に配置される内部全反射プリズムユニットをさらに備えることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記投影レンズユニットは中心を有する投影レンズ瞳を有し、前記投影レンズ瞳の前記中心は前記画像光ビームの中心光線と一致しないことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記傾斜可能なミラーはそれぞれの軸を中心にして傾斜可能であり、前記軸は枢軸に平行であることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記非円形出力光ビームは長軸および短軸を有し、前記長軸も前記短軸も前記枢軸に平行ではないことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記非円形出力光ビームは長軸および短軸を有し、前記長軸は前記枢軸に平行であることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記非円形のアパーチャは長寸を有するアパーチャを備え、前記非円形出力光ビームは長寸を有し、前記非円形出力光ビームの前記長寸は前記非円形のアパーチャの長寸に平行ではないことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 伝搬方向に垂直な非円形の断面を有する照明光のビームを生成することができる光源と、
照明光の前記ビームによって照らされる画像表示ユニットと、
前記非円形の断面を有する照明光の前記ビームの前記経路に配置される非円形のアパーチャと、
を備え、前記非円形のアパーチャが前記光源と前記画像表示ユニットとの間に配置されることを特徴とする光学システム。 - 前記画像表示ユニットは傾斜可能なミラーのアレイを備え、前記ミラーはそれぞれのミラー軸を中心にして傾斜可能であり、前記ミラー軸は枢軸に平行であることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記非円形のアパーチャは長寸を有し、前記長寸は前記枢軸に平行であることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 前記照明光の前記非円形の断面は長寸と、前記長寸に垂直である短寸とを画定し、前記長寸および前記短寸は前記枢軸に平行でないことを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 前記非円形の断面を有する照明光の前記ビームは、それぞれ前記長寸および前記短寸に対応する長軸および短軸を画定する楕円形断面を有することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記照明光の前記非円形の断面は長寸と、前記長寸に垂直である短寸と、を画定し、前記長寸および前記短寸の一方が前記枢軸に平行であることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 前記非円形の断面を有する照明光の前記ビームは、それぞれ前記長寸および前記短寸に対応する長軸および短軸を画定する楕円形の断面を有することを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記非円形の断面を有する照明光の前記ビームは、楕円形の断面を有することを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記光源は第1の光ビームを生成する光生成ユニットおよびトンネル積分器を備え、前記第1の光ビームは前記トンネル積分器に入力し、前記トンネル積分器からの出力が前記楕円形の断面を有する照明光の前記ビームを構成することを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットから受光された画像光ビームを投影するために配置される投影レンズユニットをさらに備えることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記投影レンズユニットは中心を有する投影レンズ瞳を備え、前記投影レンズ瞳の前記中心が前記画像光ビームの中心光線と一致しないことを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記画像表示ユニットに入射する光を選別するために前記照明光に配置されるカラーフィルタユニットをさらに備えることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記楕円形の断面は長軸を画定し、前記非円形のアパーチャは前記長軸に平行でない長寸を有することを特徴とする請求項14に記載のシステム。
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